Dupla haszon a biodízel: a melléktermékéből hidrogén és ipari alapanyag készül

A technológiai fejlődés legnagyobb akadályát gyakran nem az alapanyag hiánya, hanem a folyamatok lassú tempója és magas költsége jelenti. A Koreai Anyagtudományi Intézet (KIMS) és az Ulsani Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet (UNIST) mérnökei azonban megtalálták a módját, hogy a biodízelgyártás egyik legproblémásabb melléktermékét, a bőségesen rendelkezésre álló és olcsó glicerint egy többcélú folyamat részeként hasznosítsák. Az új eljárás nemcsak olcsóbbá teszi a hidrogén előállítását, hanem piacképes vegyszereket is eredményez.

A globális energiapiac egyértelműen a szén-dioxid-semleges megoldások, ezen belül is a hidrogéngazdaság felé mozdul. A kutatók világszerte keresték a megoldást a hagyományos vízelektrolízis korlátaira, amelyben az oxigénfejlődési reakció lassúsága és magas energiaigénye rontja a hatékonyságot. A koreai kutatócsoport erre válaszul fejlesztett ki egy speciális, anioncserélő membrános rendszert, amely a vízbontást glicerinoxidációs reakcióval váltja ki.

A váltás drasztikusan csökkenti a berendezés működtetéséhez szükséges cellafeszültséget

„Ez a tanulmány bemutatja az olcsó, nem nemesfém katalizátorok nagyüzemi szintézisét, és igazolja azok teljesítményét a kereskedelmi szempontból is releváns elektrolizáló rendszerekben, amelyek egyszerre képesek hidrogén és vegyipari alapanyagok termelésére” – nyilatkozta közleményben Juchan Yang vezető kutató.

A mérnökök réz-kobalt alapú katalizátort alkalmaztak, ami azért jelentős áttörés, mert így a gyártás során nincs szükség rendkívül drága nemesfémek, például platina használatára. A rendszer 1,31 voltos feszültség mellett stabil működést mutatott, ami kulcsfontosságú az ipari alkalmazhatóság szempontjából.

Hulladékból vegyipari alapanyag

A fejlesztés egyik legfontosabb eleme, hogy a folyamat végén nemcsak hidrogén távozik a rendszerből, hanem formiát is, márpedig ez a vegyület az egyik legkeresettebb alapanyag, amelyet széles körben használnak a vegyiparban. A kísérletek során a berendezés kiemelkedő, 96 százalékos szelektivitással állította elő a célzott vegyszert, miközben a stabil működést egy 79 négyzetcentiméteres elektrolizáló cellában is sikeresen tesztelték. Utóbbi méret már előrevetíti az ipari méretű felhasználás lehetőségét is.

A technológia alkalmas a megawattos szintű bővítésre is, ami lehetővé tenné a folyamatos, nagyüzemi méreteket

A KIMS és az UNIST kutatói szerint „az olyan technológiák, amelyek a biológiai eredetű melléktermékeket, például a glicerint értékes vegyszerekké alakítják, kulcsfontosságúak a szén-dioxid-semlegesség és a hidrogéngazdaság együttes előmozdításához”.

Ez a stratégia egyszerre válaszol a biohulladékok kezelésének kihívásaira és a tiszta energia iránti növekvő keresletre. A fejlesztést több dél-koreai állami tanács és alapítvány is támogatta, az elemzéseket pedig szuperszámítógépes infrastruktúra segítségével végezték el.

Gábor János, NEW technology